鋼管混凝土拱橋具有剛度大、造價(jià)低、造型美、后期維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢,在我國特別是山區(qū)應(yīng)用廣泛。該橋型傳統(tǒng)施工中信息化管理程度低,導(dǎo)致施工中存在進(jìn)度控制不合理、施工交底不徹底、施工協(xié)同程度低等不足,成為限制其發(fā)展的主要因素。建筑信息模型(Building Iformation Modeling,BIM)的興起,為鋼管混凝土拱橋施工信息化管理的變革提供了新的思路;三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn),使鋼管混凝土拱橋施工可視化控制成為可能,BIM與三維激光掃描技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)動(dòng)形成基于BIM的可視化施工技術(shù)。橋梁工程界對于BIM技術(shù)的應(yīng)用研究才剛剛起步,本文在我國橋梁工業(yè)化及信息化的背景下,以鋼管混凝土拱橋?yàn)槔?研究基于BIM的可視化施工技術(shù)。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)通過梳理BIM的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀、傳統(tǒng)橋梁施工過程中存在的主要問題,將可視化技術(shù)與BIM技術(shù)應(yīng)用到橋梁施工中,提出了基于BIM的可視化施工技術(shù)。(2)研究了基于BIM可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ),分析了可視化施工實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù),從橋梁工程本身的特點(diǎn)出發(fā),結(jié)合BIM可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、信息輸出性的特點(diǎn),搭建了橋梁施工BIM應(yīng)用框架。(3)通過對可用于橋梁工程的BIM商用軟件平臺(tái)進(jìn)行調(diào)研,選取Autodesk Revit作為核心建模軟件,梳理了核心模型建立流程,建立了某鋼管混凝土拱橋構(gòu)建族,利用Civil3D創(chuàng)建了現(xiàn)場地形,最終形成一比一的實(shí)橋BIM模型。然后,將BIM模型導(dǎo)入到Autodesk Navisworks中,利用其Time Liner、Animator和Scripter模塊進(jìn)行4D施工模擬及施工動(dòng)畫模擬,讓施工參與者猶如“身臨其境”,改變了施工管理模式,減少了傳統(tǒng)施工中存在的問題。(4)通過對三維激光掃描技術(shù)的分析,將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于橋梁線形采集中,實(shí)現(xiàn)了實(shí)橋三維模型與BIM模型的緊密銜接,提出了可視化線形的概念。應(yīng)用點(diǎn)云處理軟件Geomagic Control曲面擬合技術(shù)實(shí)現(xiàn)主拱圈外觀重建,并驗(yàn)證了其精度滿足要求。在此基礎(chǔ)上,將可視化線形應(yīng)用于主拱圈線形溫度影響因素分析中,形成三維色譜圖,達(dá)到直觀展示主拱圈各個(gè)位置由于受到溫度影響而發(fā)生的位移的目的。運(yùn)用有限元分析軟件Midas/Civil分析該橋主拱圈受溫度影響時(shí)位移變化,提取對應(yīng)截面數(shù)據(jù)與上述值進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)仿真分析結(jié)果與三維掃描結(jié)果獲取的現(xiàn)象一致,即進(jìn)一步驗(yàn)證了可視化線形應(yīng)用于鋼管混凝土拱橋施工控制的可靠性。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U445.4
【部分圖文】：

針對傳統(tǒng)橋梁施工方法存在的種種施工過程，但目前國內(nèi)的橋梁工程施工過大多數(shù)都是采用傳統(tǒng)的文字、表格和圖片了保證橋梁工程施工的順利實(shí)施，需多的匯報(bào)等，但傳統(tǒng)的工程管理模式大多是PPT 演示文稿等形式完成的，難以清楚展示工程設(shè)計(jì)方案和模擬施工進(jìn)度。且傳不能有效收集整個(gè)項(xiàng)目所需信息，導(dǎo)致全生命周期中的不同階段、不同參建方效率難以提高。圖 1.1.2 鳳凰橋施工中垮塌圖1.2 鳳凰橋施工垮塌圖

針對傳統(tǒng)橋梁施工方法存在的種種問題，這就要求更科學(xué)的信息化管理橋工過程，但目前國內(nèi)的橋梁工程施工過程中的信息化管理程度很低[4]，信息管多數(shù)都是采用傳統(tǒng)的文字、表格和圖片的形式，冗長復(fù)雜，可視化程度低[5]，保證橋梁工程施工的順利實(shí)施，需多次進(jìn)行施工方案的展示、階段性施工計(jì)匯報(bào)等，但傳統(tǒng)的工程管理模式大多是 2D 施工圖紙、現(xiàn)場照片、文字介紹PT 演示文稿等形式完成的，難以清楚地表達(dá)其真實(shí)感和動(dòng)態(tài)的變化過程，不示工程設(shè)計(jì)方案和模擬施工進(jìn)度。且傳統(tǒng)的信息管理模式下，信息歸類不完整能有效收集整個(gè)項(xiàng)目所需信息，導(dǎo)致項(xiàng)目決策依據(jù)不完整，更不能為工程項(xiàng)生命周期中的不同階段、不同參建方提供滿意的備選方案，橋梁施工的質(zhì)量率難以提高。圖 1.1.2 鳳凰橋施工中垮塌圖1.2 鳳凰橋施工垮塌圖 圖 1.3 信息管理模式比較圖項(xiàng)目決策 設(shè)計(jì) 施工 運(yùn)營信息量

.3.2 國外研究及發(fā)展現(xiàn)狀BIM 最先從美國發(fā)展起來，它起源于 20 世紀(jì)末美國 Chuck Eastman 博士提建筑計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)（Building description system）[16]。2003 年，美國總務(wù)管（General Services Administration，GSA）推出了國家 3D-4D-BIM 計(jì)劃，并陸布了系列 BIM 指南[17]，2006 年，一份 15 年的（2006~2020 年）的 BIM 路線8]在美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)美國陸軍工程兵團(tuán)（United States Army Corps of EngineersSACE）發(fā)布。美國建筑科學(xué)研究院在 2007 年發(fā)布了 BIM 技術(shù)工程應(yīng)用的國準(zhǔn)（NBIMS，National Building Information Modeling Standard），為 BIM 的發(fā)供了法律依據(jù)[19]；2009 年起，美國大力推進(jìn)了 BIM 技術(shù)在市場中的應(yīng)用[20]。隨后英國、法國等歐洲各國，BIM 技術(shù)在各地政府的大力支持下迅速發(fā)展應(yīng)的 BIM 技術(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)越來越完善[21-23]。2011 年 5 月，“政府建設(shè)戰(zhàn)Government Construction Strategy)”文件發(fā)布，英國政府要求強(qiáng)制使用 BIM，其定到 2016 年，政府采購項(xiàng)目強(qiáng)制執(zhí)行 BIM 技術(shù)[24]，對 BIM 技術(shù)發(fā)展的階段圖 1.7 BIM 概念圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2874784